淺議風力發電技術現狀及存在問題

邊輝 周慧 殷宗林

摘 要：在經濟全球化發展進程中，對于能源的需求數量以及使用數量越來越大，因此在不可再生能源使用過程中產生了很多環境問題，全球氣候變暖就是最主要的一種。所以在此背景下對可再生能源的研究和應用是各國發展中能源結構改革的重點工作。風力發電在可再生能源中占據著很大比重，并且隨著技術發展變得越來越重要。因此本文就將以此為基礎，對風力發電技術的發展及現狀存在的問題進行論述。

關鍵詞：風力發電;技術;現狀;問題;創新

中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）09-0173-02

0 前言

風力發電技術的出現最早可以追溯到十九世紀，經過一個多世紀的發展才取得了現如今的規模。風力發電是社會能源結構改變的重要體現，也是經濟可持續發展的必然要求之一，因此其所受到的重視程度越來越高。針對風力發電技術的研究以及問題的分析，是風力發電技術進步的必經之路，在對問題進行分析與解決的過程中，推動風力發電技術的革新，使風力發電技術為社會經濟發展及環境改善做出重要貢獻，這也是本文論述的最主要目的。

1 風力發電

1.1 風力發電電機構成

在風力發電機組當中，風力發電機的組成，包括機艙電機轉子以及葉片，低速軸，齒輪箱，高速軸，機械水閘，平衡裝置，液壓系統，發電機，冷卻元器件，風速計，塔架，風機，電機電子控制器。而對于風力渦輪機來講，其組成成分中核心組分主要是葉片，齒輪箱以及發電機等。對于風力發電機來講，其中轉子葉片的主要作用是對自然界中的風能進行捕獲，并且將其進行傳遞，傳遞到轉子軸線上。機艙電機轉子是和發電機的低速軸進行連接的，同時又與齒輪箱進行連接。而變速箱的存在能夠使高速軸的速度變為低速軸的50倍，而且在1500轉每分鐘的轉速下對發電機進行驅動。

在風力渦輪機當中還增加了應急機器，其作用主要是為了在風力渦輪機出現故障進行修理時進行制動，同時也可以在風力渦輪機空氣制動器失靈時進行使用，使風力渦輪機能夠迅速制動，避免出現安全事故。偏航裝置存在的作用是對風力發電機艙進行旋轉，使風力發電機當中的卷子能夠始終直向風。而偏航系統主要受到電子控制器的控制以及操作，電子控制器能夠依靠與計算機信息系統對偏航系統狀態進行全面的檢測。冷卻元器件的存在主要是為了對運行過程中發電機以及齒輪箱中過熱的油進行冷卻，使其能夠持續保證發電機和齒輪箱正常運轉。

1.2 風力發電原理

在風力發電過程當中，主要的發電原理是通過自然界存在的風，對風力發電機組的葉片進行驅動，然后旋轉，在旋轉的過程當中，發動機的轉速會逐漸增加，然后通過發電機進行發電。在發展過程中，在風力發電機上會安裝有傳感器，該傳感器能夠對自然界中方向進行檢測，然后通過風力發電機組內部存在的偏航系統，對風力發電機的葉片進行控制，使其能夠隨著風向改變而不斷運動，對自然界中的風進行最大程度的捕獲，提高風力發電機組的發電效率。而經由風力發電所產生的電能在進行使用之前，還需要通過蓄電池來對這些風力發電所得電腦進行儲存，然后將其轉化為化學能，通過化學能再進行放電，將其變為220伏交流電，然后才能夠被國家電網并入并進行使用。

2 風力發電技術發展現狀

19世紀末風力發電技術開始出現，并且出現了第一個風力發電機，發展到20世紀80年代，風力發電機組電氣化控制手段才出現。而發展到現如今，風力發電技術發展的越發成熟，在市場應用中推廣力度也越來越強，技術經過不斷革新，突破了傳統技術的限制，使得風力發電在社會能源結構改革中所占的比重越來越大。而且從長遠的發展角度來看，風力發電技術的前景也是非常雄厚的且不可估量的，在一些發達國家當中，對于風力發電的刺激獎勵機制建設的比較完善，因此風力發電的技術推廣以及覆蓋范圍也越來越大。

在風力發電技術不斷發展改革的過程當中，通過對風力發電機組的增速齒輪箱和永磁同步發電機以及全功率變流器進行應用，使得風力發電機組在運行過程中的攻略得到了降低，同時利用效率得到了提升。而且在不斷改變過程中增加了獨立葉片變槳控制系統，能夠使風力發電機組的荷載降低，機組整體壽命得到延長。在風力發電機組當中，動態無功控制可以保證在風力發電過程中對電網進行輸送時，電壓能夠無功并且穩定。在歐洲對風力發電技術進行研究過程中，通過使用全功率變流并網技術，使得風能的使用覆蓋范圍大大提高，而且對于風力發電的電能質量也進行了提高。在發展過程中也能夠發現，自然界當中的風力是擁有隨機性以及不可控性的，在發展過程中電網的要求卻又非常嚴格，所以兩者之間在本質上來講是處于矛盾對立的狀態，所以在今后風力發電技術研究以及設計過程當中，需要對風電電源的特性進行全面的解析，同時對風力發電過程中對電網所產生的影響進行評估，使得現有的電網能夠對風力發電的接受能力得到提高，將兩者之間所存在的矛盾進行根本性解決。

3 風力發電技術問題改善

3.1 加強風力發電技術研究

在風力發電技術發展過程中，對風力發電技術進行深入研究，其主要目的就是為了使現有技術能夠得到改善以及優化，并同時對風力發電的整體效率進行提升。所以在風力發電相關技術研究過程當中，對于不同區域所應用的不同風力發電設備和技術應該采取不同的方法。在一些風力富集的區域進行風力發電，可以采用功率調節模式，這種模式是通過對結節距進行調整，從而實現對風力發電過程中的功率進行調整的目的，可以有效的控制在風力富集區域風電發電功率。而且應用該模式所需要的相關設備并不是非常復雜，操作起來也比較簡單，所以實際投入的成本不會太高，應用的可行性非常高。而對其他地區的風力發電工作來講，可以進行獨立發電機使用，主要是在需要的時候對風電電能進行儲存然后釋放。在技術不斷發展過程當中，風力發電機組在多種不同環境下的應用適用性將會大大提高，尤其是在一些惡劣環境當中能夠進行廣泛使用，而且其自身的風能利用效率也會大大提升。因此在技術開發過程中，從增加風電機組單機容量的角度來出發，從而推動風電機組整體技術更新。

3.2 增強風電機組運行效率

在風力發電技術不斷推廣與應用的過程當中，風力發電的市場規模也在不斷擴大，因此在風力發電過程當中，工業化腳步的推進程度越來越快。隨著風力發電機組單機容量的不斷提高，在進行風力發電機組制造是單機成本在不斷的下調，所以風力發電技術應用的商業化變得越來越簡單，對于風力發電成本的降低具有非常重要的意義。所以在工業化發展模式下以及商業化運行模式下，風電機組應大大提高其運行效率，從風力發電機葉片以及其他系統等方面加強設計與改善，提高運行安全性與可行性，在此基礎之上提高企業運行效率。

4 風力發電技術創新

4.1 風力發電技術創新必要性

隨著現如今社會能源結構的改變，在社會能源結構當中，可再生能源所占的比重越來越大，其中風能屬于其中重要的一種。由風力發電所產生的電能，在社會中被應用的范圍越來越廣泛，而且因為我國風能儲備比較充分，所以對于風力發電技術的應用及前景以及市場都非常廣闊。為了對如此豐富的風能進行大范圍的使用，并推動我國可再生能源結構改善，對我國經濟建設作出重要貢獻，需要加強在風力發電技術方面的研究與創新，通過創新是手段與技術對能源應用效果進行全面的改善與提升。在我國發展戰略目標當中，持續發展戰略目標的實現是需要以我國可再生能源為主要基礎所實現的，所以對于風力發電技術創新工作重視是非常必要的。從全世界范圍來看，能源逐漸緊張并且由能源所引發的環境問題越發突出，所以在能源問題改善過程中，我國應緊隨國際發展的腳步，對風力發電創新可行性以及創新路將進行探究。而且從傳統能源結構向新能源結構進行轉變。因為其需要非常長的周期，所以在這個過程當中，應針對于風力發電技術以及風力發電電腦的應用，來進行相關配套設施和配套網絡建設，使得風力發電能夠成體系建設并投入使用。

4.2 風力發電技術創新的條件

對于我國來講，因為我國幅員遼闊且地域廣袤，所以在我國國土覆蓋范圍之內，擁有著非常豐富的風能資源，這是我國在對風力發電技術進行應用以及創新過程中的最主要基礎，這是非常必要的也是非常有效的途徑，對我國能源結構進行改善的方法。所以在擁有豐富風能資源的基礎之上，對我國風力發電技術進行推廣和大范圍應用是行之有效的一種手段。因此在這種背景下，我國對于風力發電技術的應用以及技術推廣也越來越廣泛，在社會當中，許多不同類型的風力發電相關設備和配套設備，投入實際生產和銷售當中并被許多個人以及企業購買和使用。同時各科研機構以及組織也針對現行市場當中所流通的風力發電配套設備，進行了深入的研究，并對企業風力發電能力進行不斷的改善，提高了風力發電機組的實際運行效率。最重要的是風力發電的成本非常低，所以在與其他可再生能源進行競爭的過程當中，其成本優勢非常突出，在電力能源結構當中所擁有的競爭力也大大提高，同時國家對于風力發電又持支持的態度，所以對于風力發電技術來講擁有諸多基礎實現其技術創新。

4.3 風力發電技術創新前景

因為現如今社會發展速度非常快，人們的生活水平日新月異，所以無論是在人們日常生活當中，亦或者是社會生產當中，對于電能的需求都將越來越高，所以在此背景下，電力能源所存在的缺口需要其他技術來進行彌補。其中風力發電技術在近些年來，因為技術的快速發展及發電能力得到了顯著的提升，所以在經濟快速發展過程中，風力發電技術可以為社會電能需求進行補充，使社會所需電能得到滿足。因此在社會發展過程中，對風力發電相關技術進行研究，并且對企業配套設施進行建設是必然的趨勢。尤其是我國針對于風力發電技術進行了深入研究以及實地走訪調查，發現我國風力發電的實際應用現狀非常的穩定，而且在風力發電技術應用下，對于不可再生能源的應用數量逐漸減少，所以相應的環境問題得到了很大程度的改善，因此在未來發展過程中，對于風力發電技術的應用將越來越大。

5 結語

社會經濟的發展必然離不開能源的供應，因此在不可再生能源日趨緊張的今天，對于可再生能源的重視程度越來越高。風力發電作為可再生能源中的一種，對于能源緊缺局勢的環節具有非常重要的意義，所以對于風力發電技術發展現狀及存在的問題進行研究，是促進風力發電技術進步且不斷為我國經濟建設提供助力的重要手段。因此在不斷發展過程中，需要不斷對風力發電技術進行研究創新，提高風力發電質量及效率。

參考文獻

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